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冷柜變頻的控制方法-制冷系統(tǒng)具有非線性強、滯后大、參數(shù)強耦合、干擾量復(fù)雜多變等特點。例如,蒸發(fā)器過熱度對于膨脹閥的開度的動態(tài)響應(yīng)就呈現(xiàn)出很強非線性,如果蒸發(fā)器過熱度系統(tǒng)中閥開度和過熱度間用一階帶延遲的數(shù)學(xué)模型表示,該模型的時間常數(shù)與制冷劑種類,蒸發(fā)溫度、蒸發(fā)器面積、熱流量、制冷劑流量等諸多因素有關(guān)。日本平尾等在控制熱泵系統(tǒng)電子膨脹閥時,通過仿真與實驗發(fā)現(xiàn),PID控制參數(shù)與室內(nèi)外機連接管長度及壓縮機轉(zhuǎn)速有關(guān),為實現(xiàn)蒸發(fā)器過熱度的有效控制,需要在運行過程中動態(tài)調(diào)整PID參數(shù)。在變頻冷柜控制中,又多了一個壓縮機質(zhì)量流量可調(diào)這一因素,所以,對象控制更為復(fù)雜。
在變轉(zhuǎn)速壓縮機、電子膨脹閥組成的制冷系統(tǒng)的控制研究中,一些研究者將它們視為多輸入-多輸出系統(tǒng),但將蒸發(fā)器過熱度作為系統(tǒng)控制變量之一尚不多見。大多數(shù)兩輸人-兩輸出系統(tǒng)中,將蒸發(fā)溫度和回風(fēng)溫度作為兩個控制量。
對冷柜應(yīng)選擇柜內(nèi)溫度和過熱度作為控制變量。因為柜內(nèi)溫度是我們最終的控制目標,而過熱度直接影響系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。從冷柜箱體考慮,柜內(nèi)溫度影響因素為制冷系統(tǒng)的制冷量、冷柜的漏熱量和箱體及柜內(nèi)貨物的熱容。這里,可調(diào)節(jié)的只有制冷量?而制冷量與壓縮機的轉(zhuǎn)速有密切的關(guān)系,這樣,冷柜柜內(nèi)溫度主要通過壓縮機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)。對蒸發(fā)器過熱度則通過電子膨脹閥來控制。壓縮機轉(zhuǎn)速雖然也影響蒸發(fā)器過熱度,但從壓縮機轉(zhuǎn)速和膨脹閥幵度對過熱度控制效果來看,以電子膨脹閥控制更好。另外電子膨脹閥-過熱度回路中過熱度的時間常數(shù)在1OOs左右,而柜內(nèi)溫度的時間常數(shù)在數(shù)百秒或更大,壓縮機頻率的變化時間間隔可長一些,將它視為膨脹閥-過熱度回路的一個干擾量。這樣可以將變頻冷柜這個多輸人、多輸出的系統(tǒng)處理成以壓縮機轉(zhuǎn)速-柜內(nèi)溫度為主回路,以膨脹閥開度-過熱度為輔回路,兩個單輸人、單輸出回路的疊加。
在控制算法方面,對于制冷系統(tǒng),要得到良好的控制效果,宜采用自適應(yīng)控制,但受模型及算法復(fù)雜性等條件的制約,實際應(yīng)用的不多。另一種途徑是采用魯棒性強的算法,其中模糊控制因具有不需要精確的數(shù)學(xué)模型,魯棒性強等特點開始越來越多地受到重視和應(yīng)用。所以模糊控制將是冷柜控制器所選擇的主要算法之一。目前模糊控制存在的問題是,控制規(guī)則及隸屬度函數(shù)的確定依賴于人的經(jīng)驗,在很多情況下不能得到,或不能用簡明的語言直接描述。所以對模糊規(guī)則和隸屬度函數(shù)這些知識的獲取,沒有一個正規(guī)的可以遵循的方法,只能通過大量試驗,采用試探的方法,反復(fù)調(diào)整模糊規(guī)則和隸屬度函數(shù)。如何開發(fā)具有自學(xué)習(xí)能力的模糊控制系統(tǒng)已成為目前研究的一個重要方向。當(dāng)前,對模糊規(guī)則的優(yōu)化主要采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法,但離實用化的實時控制還相距甚遠。
冷柜是一個很有市場發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)品,電子化、信息化、高效節(jié)能將是產(chǎn)品更新?lián)Q代的主要方向。采用變頻技術(shù)和電子膨脹閥技術(shù),以單片機控制的冷柜必將像變頻空調(diào)一樣,成為產(chǎn)品的主流,其中新型控制器的開發(fā)是一個關(guān)鍵。